package com.dexter.year2023.charpter3_array.level3.topic3_2数组中只出现一次的数字;

import java.util.HashSet;

/**
 * LeetCode 136. 只出现一次的数字
 * https://leetcode.cn/problems/single-number/
 * <p>
 * 给你一个 非空 整数数组 nums ，除了某个元素只出现一次以外，其余每个元素均出现两次。找出那个只出现了一次的元素。
 * 你必须设计并实现线性时间复杂度的算法来解决此问题，且该算法只使用常量额外空间。
 * <p>
 * 示例 1 ：
 * 输入：nums = [2,2,1]
 * 输出：1
 * 示例 2 ：
 * 输入：nums = [4,1,2,1,2]
 * 输出：4
 * 示例 3 ：
 * 输入：nums = [1]
 * 输出：1
 * <p>
 * 提示：
 * 1 <= nums.length <= 3 * 104
 * -3 * 104 <= nums[i] <= 3 * 104
 * 除了某个元素只出现一次以外，其余每个元素均出现两次。
 *
 * @author Dexter
 */
public class SingleNumber {
    /**
     * 总结：元素次数是高频面试题，难度大，且相关扩展题多：offer1 & 2 & LC137
     *
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {4, 1, 2, 1, 2};
        // 法1：用HashSet去重，时间复杂度 O(n) 空间复杂度 O(n)
        int res = singleNumberByHashSet(a);
        System.out.println(res);
        // 法2：flag异或运算，时间复杂度 O(n) 空间复杂度 O(1)（墙裂推荐！！！）
        int res2 = singleNumber(a);
        System.out.println(res2);
    }

    /**
     * 法1：用HashSet去重，若存在该元素，删除集合内已有元素
     *
     * @param nums
     * @return
     */
    public static Integer singleNumberByHashSet(int[] nums) {
        HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
        for (int i : nums) {
            if (!set.add(i)) {
                set.remove(i);
            }
        }
        // 没有目标数字
        if (set.size() == 0) {
            return null;
        }
        // 只剩目标数字
        return set.toArray(new Integer[set.size()])[0];
    }

    /**
     * 法2：位运算
     * <p>
     * 异或运算规则：
     * 0 ^ 0 = 0;
     * 0 ^ a = a;
     * a ^ a = 0;
     * a ^ b ^ a = b
     *
     * @param nums
     * @return
     */
    public static int singleNumber(int[] nums) {
        int flag = 0;
        for (int i : nums) {
            flag ^= i;
        }
        // 只剩目标数字 或 0
        return flag;
    }
}
